PERCOBAAN 5
REAKSI KUALITATIF LOGAM –
LOGAM TRANSISI
Tujuan
Tujuan utama kegiatan ini yaitu mengenali uji kualitatif
melalui reaksi – reaksi kimia ion – ion logam transisi berdasarkan golongannya
.
Pendahuluan
Logam transisi adalah sesuatu yang dapat membentuk satu
atau lebih ion stabil yang memiliki orbidal d yang tidak terisi (incompletely
filled d orbitals). Berdasarkan pengertian ini, skandium dan seng tidak termasuk logam
transisi, sekalipun termasuk anggota blok d.
Skandium memiliki struktur elektronik
[Ar] 3d14s2. Ketika skandium membentuk ion, skandium
selalu kehilangan 3 elektron terluar dan pada akhirnya sesuai dengan struktur
argon. Ion Sc3+ tidak memiliki elektron d dan karena itu tidak
sesuai dengan definisi tersebut di atas.
Seng memiliki struktur elektronik [Ar]
3d104s2. Ketika seng membentuk ion, seng selalu
kehilangan dua elektron 4s menghasilkan ion 2+ dengan struktur elektronik [Ar]
3d10. Ion seng memiliki tingkat d yang terisi penuh dan juga tidak
sesuai dengan definisi tersebut di atas.
Hal yang berbeda, tembaga dengan
struktur elektronik [Ar] 3d104s1, membentuk dua ion. Pada
ion Cu+ struktur elektroniknya adalah [Ar] 3d10. Akan
tetapi, pada umumnya membentuk ion Cu2+ yang memiliki struktur [Ar]
3d9. Tembaga termasuk logam transisi karena ion Cu2+
memiliki tingkat orbital d yang tidak terisi penuh.
Beberapa sifat atomik dan
sifat fisis dari logam transisi :
- Jari-jari atom berkurang dari Sc ke Zn, hal ini berkaitan dengan semakin bertambahnya elektron pada kulit 3d, maka semakin besar pula gaya tarik intinya, Sehingga jarak elektron pada kulit terluar ke inti semakin kecil.
- Energi ionisasi cenderung bertambah dari Sc ke Zn. Walaupun terjadi sedikit fluktuatif, namun secara umum Ionization Energy (IE) meningkat dari Sc ke Zn. Kalau kita perhatikan, ada sesuatu hal yang unik terjadi pada pengisian elektron pada logam transisi. Setelah pengisian elektron pada subkulit 3s dan 3p, pengisian dilanjutkan ke kulit 4s tidak langsung ke 3d, sehingga kalium dan kalsium terlebih dahulu dibanding Sc. Hal ini berdampak pada grafik energi ionisasinya yang fluktuatif dan selisih nilai energi ionisasi antar atom yang berurutan tidak terlalu besar. Karena ketika logam menjadi ion, maka elektron pada kulit 4s lah yang terlebih dahulu terionisasi.
3. Konfigurasi elektron
Kecuali unsur Cr dan Cu, semua
unsur transisi periode keempat mempunyai elektron pada kulit terluar 4s2,
sedangkan pada Cr dan Cu adalah 4s1.
Golongan Cr
Cara kerja :
1. Kedalam campuran 1 tetes larutan 1 M K2CrO4,
1 tetes 2,5 M H2SO4, 3 ml air dan 3ml amil alkohol / amil eter, ditambahkan 3
tetes larutan 10% H2O2.
2. Larutan K2CrO4 (»
1 M, 1 ml) diasamkan dengan 1 ml 2,5 M H2SO4 kemudian 1 ml larutan 10% H2O2
ditambahkan sebelum dihangatkan.
3. Larutan K2CrO4 (»
1 M, 1 ml) diasamkan dengan 1 ml 2,5 M H2SO4, setelah dipanaskan larutan ini
kemudian dialiri gas H2S.
4. Ke dalam larutan K2CrO4 (» 1 M, 1 ml) ditambahkan 0,5 gram asam
oksalat, kemudian campuran dipanaskan.
5. ke dalam 0,2 gram K2CrO7 ditambahkan 0,5 gram
serutan Zn dan 5 ml 10 M HCl hingga larutan berwarna bitu. Filtratnya
ditambahkan ke dallam larutan jenuh 5 ml CH3COONa.
Golongan Mn
Cara
kerja :
1. ke dalam larutan KmnO4 tambahkan larutan
H2SO4 setelah itu tambahkan larutan jenuh NH4Cl dan 5 M NaOH, kemudian dibagi
dua bagian ( a dan b ) dan masing – masing dilakukan perlakuan sebagai berikut
:
a. Tambahkan larutan H2O2
b. Aliri gas H2S dan asamkan dengan 5 M
HCl
2. Ke dalam 3 tetes larutan KMnO4 tambahkan 1ml
larutan 5 M H2SO4, 3 tetes larutan 0,2 M AgNO3 dan sedikit Na2S2O3, kemudian
dipanaskan.
3. Empat tetes larutan KMnO4, diasamkan dengan 1
ml larutan 2,5 M H2SO4, kemudian diuji dengan H2O2.
4. Tiga tetes larutan KMnO4 diasamkan dengan 1
ml larutan 2,5 M H2SO4, kemudian diuji dengan Na2S2O3.
5. Ke dalam 4 tetes larutan 1 ml larutan air dan
beberapa tetes MnSO4.
6. Satu gram KmnO4 dipanaskan dengan 2ml larutan
10 M NaOH, kemudian dilarutkan dan diasamkan dengan H2SO4.
7. Satu kristal KmnO4 diletakkan di atas nyala
Bunsen, dinginkan,kemudian larutkan ke dalam 3 ml air.
Hasil
Pengamatan
No
|
Hasil
Pengamatan
|
Persamaan
Reaksi
|
1.
2.
3.
4.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
|
Golongan Cr
K2CrO4 (
kuning bening ) + H2SO4 ( bening )--> larutan kuning bening + H2O--> kuining bening + amil alkohol -->2 lapisan ( lapisan atas beningdan
lapisan bawah kuning ) + H2O2 -->ada seperti minyak saat diteteskan.
K2CrO4 (
kuning bening ) + H2SO4 ( bening ) --> larutan orange + H2O2--> larutan orange, dipanaskan larutan
tetap berwarna orange.
K2CrO4 (
kuning bening ) + as. Oksalat --> orange + gelembung gas,
dipanaskan lama-kelamaan menjadi hijau kehitaman.
K2Cr2O7
9 kristal orange ) + Zn + HCl --> larutan berwarna hijau
keruh dan ada gelembung gas + CH3COONa jenuh -->larutan hijau kekuningan.
Golongan Mn
KMnO4 + H2SO4 --> larutan ungu + NH4Cl --> larutan ungu kecoklatan + NaOH --> larutan berwarna ungu kemerahan dan
terbentuk endapan namun endapan mangapung + H2O2 --> endapan turun
KMnO4 + H2SO4 --> larutan ungu + AgNO3 --> abu-abu, setelah dipanaskan
perlahan berubah jadi hitam lalu mengendap dan larutan menjadi abu-abu.
KMnO4 + H2SO4--> larutan ungu + H2O2--> larutan ungu lebih terang.
KMnO4 + H2SO4 --> larutan ungu + Na2S2O3 --> tetesan pertama, bening, kemudian
tetesan berlebih berwarna putih keruh.
Kristal KMnO4 + NaOH -->larutan ungu, terdapat endapan dan berbentuk gas + H2SO4 -->larutan ungu ada endapan.
Kristal KMnO4 --> dipanaskan larutan berwarna hitam +
H2O --> larutan ungu dan tidak ada
endapan.
|
CrO42- + 2 H+
+ 2 H2O2-->CrO5 + 3 H2O
4 CrO5 + 12 H+--> 4 Cr3+ + 7 O2
+ 6 H2O
CrO42- + 2 H+
+ 2 H2O2 --> CrO5 + 3 H2O
4 CrO5 + 4 H+
+ O2-->4 Cr3+ + 2 H2O
K2CrO4 + 3 HCOOH --> CrO32- + CO2 + 2 K+ + 2 H2 + H2O
K2Cr2O7(s)
+ Zn(s) + HCl(aq)--> 2 Cr3+(aq) + 2 K+ + 8 Cl-(aq)
+ 7 H2O(aq) + Zn2+(aq) + 3 Cl2(g)
Cr2O72-(aq)
+ 4 Na+(aq) + H2O(aq) --> 2 Na2Cr2O4(aq)
+ 2 H+(aq)
2 MnO4- + 5 H2O2
+ 6 H+ --> 5 O2 + 2 Mn2+ + 8 H2O
KMnO4 + H2SO4
-->Mn2O7 + K2SO4
+ H2O
2 MnO4- + 5 H2O2
+ 6 H+ --> 5 O2 + 2 Mn2+ + 8 H2O
2 KMnO4 + H2SO4 -->Mn2O7 + K+ + SO4- + H2O 4 MnO4- + 4 OH---> 4 MnO42- + O2 + 2 H2O
3 MnO42- + H2SO4 --> 2 MnO4- + MnO2¯ + HO- + H2O +
SO42-
2 KMnO4 --> K2MnO4¯ + MnO2 + O2
K2MnO4 + H2O --> 2 K+ + MnO42-
|
Pembahasan
Kromium
adalah logam yang putih yang tak begitu liat dan tak dapat ditempa dengan
berarti. Kromium melebur pada 1765oC. Dalam larutan –larutan air
kromium membentuk tiga jenis ion . kation – kation kromium (II) dan kromium
(III) dan anion kromat dan dikromat.
Dalam
kromat, CrO42- atau dikromat Cr2O72,
anion kromium adalah heksavalen, dengan keadaan oksidasi +6. Ion – ion ini
diturunkan dari kromium trioksida, CrO3.Ion – ion kromat berwarna
kuning, sedangkan dikromat berwarna jingga.
Kromat
adalaj logam biasanya padat dan menghasilkan larutan berwarna kuning bila
dilarutkan dalam air. Asam mineral encer, yaitu ion – ion hidrogen, kromat
berubah menjadi dikromat yang menghasilkan larutan berwarna merah jingga.
Perubahan ini dibalikkan oleh alkali, yaitu oleh ion – ion hidroksil. ( vogel :
384 ) dengan reaksi :
2 CrO72-
+ 2 H+--> Cr2O72-
+ H2O
Atau
Cr2O72-
+2 OH- -->2 CrO42-
+ H2O
Sehingga
2 CrO42-
+ 2 H+ --> 2 HCrO4- --> Cr2O72- + H2O
Jika
larutan asam suatu kromat diolah dengan hidrogen peroksida,kita kromium
pentoksida tua melihat dapat memperoleh larutan yang biru –tua. Senyawa biru
ini larut dalam amil alkohol dengan menghasilkan larutan yang agak lebih
stabil. Karena kromium pentoksida ini sangat stabil. Pewarnaan biru disebabkan
adanya kromium pentoksida.
CrO42-
+ 2 H+ + 2 H2O2 -->
CrO5 + 3 H2O
Stabilitasyang meningkat dalam larutan
–larutan amil alkohol disebabkan oleh terbentuknya kompleks dengan senyawa yang
mengandung oksigenini. Jika .
ditambahkan asam reaksi menjadiv :
4 CrO5
+ 12 H+--> 4 Cr3+ + 7 O2
+ 6 H2O
Reaksi ion kromium dengan asam oksalat
dengan persamaan reaksi :
K2CrO4
+ 3 HCOOH --> CrO32-
+ CO2 + 2 K+ + 2 H2
+ H2O
Dengan Zn dalam asam klorida
menghasilkan :
K2Cr2O7(s)
+ Zn(s) + HCl(aq) --> 2 Cr3+(aq)
+ 2 K+ + 8 Cl-(aq) + 7 H2O(aq)
+ Zn2+(aq) + 3 Cl2(g)
Cr2O72-(aq)
+ 4 Na+(aq) + H2O(aq) --> 2 Na2Cr2O4(aq)
+ 2 H+(aq)
Mangan
adalah logam putih abu – abu yang penampilannya serupa besi tuang. Ia melebur
pada kira –kira 1250oC. Ia bereaksi dengan air hangat.untuk
mempelajarireaksi ion mangan, digunakan mangan (II) sulfat sebagai reaksi.
Permanganat
( MnO4- ) adalah salah satu ion
yang kita gunakan untuk uji mangan. Kelarutan semua permasnganat larut dalam
air membentuk larutan ungu. Penambahan reagensia hidrogen peroksida padalarutan
kalium permanganat yang telah diasamkan dengan asam sulfat menyebabkan warna
menjadi hilang dan dilepaskan oksigen yang murni tetapi basah ( mengandung air
):
2 MnO4-(aq) + 5 H2O2(aq) + 6 H+(aq) -->
5 O2 + 2 Mn2+(aq) + 8 H2O(aq)
Dengan asam sulfat :
2 KMnO4(aq) + H2SO4(aq) -->Mn2O7(aq) +
K+(aq) + SO4-(aq) + H2O(aq)
Permanganat larut dalam air dengan reaksi :
MnO4-(aq)
+ 4 H2O(l) --> 2 MnO4-(aq) + 8 H+(aq)
3 MnO4-(aq) + 2 H2O(aq)--> 2 MnO4-(aq) + MnO2(g)
+ 4 OH-
Dengan larutan NaOH dihailkan larutan kalium
permanganat yang ungu dan dilepaskan gas oksigen. Bila larutan ini diasamkan
dengan asam sulfat encer, warna ungu dari kalium permanganat larutan tetap ungu
tetapi terdapat emndapan yang berasaldari mangan dioksida.
4 MnO4-(aq)
+ 4 OH-(aq) --> 4 MnO42-(aq)
+ O2 + 2 H2O(aq)
3 MnO42-(aq)
+ H2SO4(aq) -->2 MnO4-(aq) + MnO2¯(s) + HO-(aq) + H2O(aq)
+ SO42-(aq)
Jika permanganat dilarutkan dalamair maka akan
dihasilkan ion- ionnya :
2 KMnO4(s)
-->K2MnO4¯(s) + MnO2(s) + O2(g)
K2MnO4(s) + H2O(l) --> 2 K+(aq) + MnO42-(aq)
Kesimpulan
1. jika larutan asam suatu kromat
diolah dengan hidrogen peroksida akan dihasilkan CrO5 yang berwarna kuning
2. stabilitas yang meningkat dalam
larutan amilalkohol, jika ditambahkan asamakan terbentuk gas O2 dan
ion Cr3+ serta H2O
3. semua permanganat larut dalam air membentuk larutan ungu
4. akan terbentuk gas O2 serta
ion MnO42- bila KMnO4 direaksikan dengan NaOH
dan akan terbentuk endapan MnO2jika larutan diasamkan
5. kromat mudah diubah – ubah menjadi
dikromat dengan penambahan asam
6. dalam larutan netral atau basa, ion
kromat stabil. Sedangkan jika diasamkan akan terdapat ion – ion dikromat. Ion –
ion kromat dan dikromatakan merupakan zat pengoksidasi yang kuat.
Daftar Pustaka
Gulo, Fakhili. 2010. Panduan Praktikum Kimia Anorganik II.
Indralaya: UPPSB
Svehla, G. 1985. Analisa Anorganik Kualitatif II. Jakarta: Kalman Media Pustaka.
izin jadi referensi dan contoh buat tugas sekolah ya kak:)
BalasHapus